電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備，可用于驅(qū)動(dòng)與之聯(lián)動(dòng)的鉸接式機(jī)械設(shè)備。電動(dòng)機(jī)必須能夠從零速開始產(chǎn)生很大的扭矩，并在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持高效，同時(shí)還需要具有簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)。
直流電機(jī)以連續(xù)的方式使用電能。它們通常功率較小，特別適合需要低驅(qū)動(dòng)扭矩和一定操作靈活性的應(yīng)用。交流電機(jī)使用單相或三相交流電驅(qū)動(dòng)，分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。其中，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與正弦電流的頻率緊密相關(guān)。
在選擇理想的電機(jī)之前，工程師需要首先了解負(fù)載的重量和體積以及所需的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。因此，電機(jī)在一定負(fù)載下的工作區(qū)域必須低于電機(jī)的扭矩曲線。確定電機(jī)大小的標(biāo)準(zhǔn)方法是假設(shè)“極限”狀態(tài)（換句話說，確定應(yīng)用所要求的扭矩和速度峰值），以確保合理的工作裕量。
交流電機(jī)
從通風(fēng)到液體和固體物料的運(yùn)輸，可靠的交流電機(jī)對(duì)許多工業(yè)生產(chǎn)流程都是必不可少的。交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)人員一直在努力節(jié)省能源并減小尺寸。例如，Power Integrations公司的柵極驅(qū)動(dòng)器解決方案就很好地集成了緊湊、標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)質(zhì)的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
該公司的SID11x2K系列以標(biāo)準(zhǔn)eSOP封裝的單通道IGBT和MOSFET驅(qū)動(dòng)器為代表。該系列采用固體絕緣體FluxLink技術(shù)提供增強(qiáng)型電氣隔離。其8 A峰值輸出電流能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)600 A（典型值）的設(shè)備，而無需任何其他有源組件。
圖1: SID11x2K典型應(yīng)用原理圖
SID1183K系列同樣是標(biāo)準(zhǔn)eSOP封裝的單通道IGBT和MOSFET驅(qū)動(dòng)器，但具備一些附加功能，如帶有高級(jí)軟關(guān)斷（ASSD）功能的短路保護(hù)（DESAT），和用于初級(jí)側(cè)、次級(jí)側(cè)的欠壓鎖定保護(hù)（UVLO），以及帶溫度和過程補(bǔ)償輸出阻抗的軌到軌輸出功能，可確保設(shè)備在惡劣條件下也能安全運(yùn)行。
圖2: SID1183K典型應(yīng)用原理圖
SID1183K系列具有260 ns的低傳播延遲時(shí)間、±5ns的傳播延遲抖動(dòng)，且具備高共模瞬變抗擾度。其FluxLink技術(shù)可實(shí)現(xiàn)初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的安全隔離。
直流電機(jī)
相比有刷電機(jī)，無刷直流電機(jī)（BLDC）具有更高的效率和可靠性，其應(yīng)用范圍也越來越多地涉及家用電器和消費(fèi)電子產(chǎn)品。隨著這些應(yīng)用能效標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，電源轉(zhuǎn)換技術(shù)也需要不斷改進(jìn)以最大程度地降低總功耗并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
驅(qū)動(dòng)器是BLDC控制的基本組件。它是一種功率放大器，可以產(chǎn)生輸出電壓來驅(qū)動(dòng)H橋電路的高電流、高側(cè)和低側(cè)IGBT柵極。Power Integrations的BridgeSwitch系列產(chǎn)品可用于功率高達(dá)400 W的BLDC發(fā)動(dòng)機(jī)。該高壓半橋電機(jī)的效率達(dá)到99.2％，無需散熱器，而且減少了軟件認(rèn)證的時(shí)間和費(fèi)用。
BridgeSwitch驅(qū)動(dòng)器系列具有先進(jìn)的FREDFET功能（快恢復(fù)二極管場(chǎng)效應(yīng)晶體管）和集成無損電流檢測(cè)功能。
其出色的效率與IHB驅(qū)動(dòng)器的分布式散熱結(jié)構(gòu)相結(jié)合可以降低系統(tǒng)的重量與成本。集成無損電流檢測(cè)系統(tǒng)、總線電壓檢測(cè)電路和系統(tǒng)范圍熱檢測(cè)電路，使得該系列驅(qū)動(dòng)器成為家用電器BLDC電機(jī)的理想選擇。
工業(yè)電機(jī)
工業(yè)電機(jī)和中壓驅(qū)動(dòng)器必須經(jīng)久耐用，可確保在惡劣環(huán)境條件下的高可靠性和可用性。Power Integrations公司也可以為工業(yè)電機(jī)提供柵極驅(qū)動(dòng)器解決方案，支持多級(jí)拓?fù)湟约癏橋串聯(lián)MVD。
圖3: 2SC0435T功能框圖
2SC0435T是一款工業(yè)應(yīng)用緊湊型驅(qū)動(dòng)器，占板面積僅為57.2 x 51.6 mm，厚度僅為20 mm。與傳統(tǒng)解決方案相比，SCALE-2 +芯片組可將組件數(shù)量減少85％，從而顯著提高設(shè)備得可靠性并降低成本。該器件提供完整的雙通道驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核，包括驅(qū)動(dòng)需要的所有組件，比如隔離式DC / DC轉(zhuǎn)換器、短路保護(hù)電路，以及電源電壓監(jiān)控。其雙輸出通道中的每個(gè)通道都與初級(jí)和次級(jí)通道進(jìn)行了電氣隔離。
伺服電機(jī)
伺服電機(jī)的工作原理與步進(jìn)電機(jī)類似，但存在一些基本差異。在傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)中，控制器通過脈沖/方向或模擬位置、速度或轉(zhuǎn)矩命令將信號(hào)發(fā)送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。下一代控制器采用Fieldbus結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器傳送每個(gè)電機(jī)相位所需的正確電流量，電機(jī)將之反饋到驅(qū)動(dòng)器，如有必要再返回到控制器。驅(qū)動(dòng)器根據(jù)該信息來正確切換轉(zhuǎn)子并發(fā)送有關(guān)動(dòng)軸位置的可靠數(shù)據(jù)。 因此，伺服電機(jī)被認(rèn)為是“閉環(huán)”的，它集成了編碼器（反饋），由編碼器不斷將位置發(fā)送給控制器。
Power Integrations的高可靠性柵極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列，從IC、驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核，到即插即用的驅(qū)動(dòng)器，均具備高集成度、增強(qiáng)的安全功能以及經(jīng)過認(rèn)證的隔離功能。其雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核2SC0106T配備了新型SCALE-2 +芯片組，是一款高性能雙通道IGBT/MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核，適用于功率范圍為37 kW至110 kW的1200 V IGBT。2SC0106T的集電極電流高達(dá)450A，可以驅(qū)動(dòng)600V至1200V的IGBT，其開關(guān)頻率高達(dá)50kHz。2SC0108T是一款新型SCALE-2雙驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核，它具備緊湊型設(shè)計(jì)、高可靠性和廣泛的適用性等特點(diǎn)。
2SC0108T可驅(qū)動(dòng)所有常規(guī)IGBT模塊，比如600 A/1200 V或450 A/1700 V 。2SC0108T結(jié)合了完整的雙通道驅(qū)動(dòng)器內(nèi)核和所有驅(qū)動(dòng)組件，如隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器、短路保護(hù)以及電源電壓監(jiān)控。 |
